CGF中步兵班战斗队形控制的研究

【摘要】：队形控制是多智能体系统中协同控制问题的一个重要研究方向,在近年来得到了广泛的关注和深入的研究。基于计算机生成兵力的作战仿真系统是多智能体建模思想在军事方面的成功应用,利用队形控制能够增强此类系统中兵力成员之间的协同配合能力,提高整体的战斗力,改善仿真系统的逼真度。步兵班是基本作战单元,对其进行队形控制具有重要作用。本文分别对机动过程和交战过程中步兵班的战斗队形控制问题进行研究。论文首先介绍了队形控制的基本理论,明确了相关概念和关键步骤,对几种经典方法的原始思想、所存在的不足以及改进的做法进行了详细的分析,给出了评判队形控制方法优劣的常用指标。在机动过程中,为了提高Leader-Follower方法在队形切换时的鲁棒性,利用新队形和步兵班成员的位置信息构造了全局指派函数,使得切换过程中全体移动距离之和最短;而在控制成员朝目标位置机动时,利用Lyapunov稳定性定理设计了形式简洁且计算量较小的人工力,并利用经典控制理论中的相关结论对人工力进行改进,改善了成员的机动性能。在交战过程中,利用敌方兵力的位置和障碍物的边界将局部战场环境划分为具有不同战术意义的区域,针对控制步兵班进入这些区域形成战斗队形这一问题,构造了源自区域边界的“线源人工力”,详细证明了在线源力的作用下步兵班能稳定于区域内部这一重要结论;并结合区域边界的权值和成员的状态信息,对线源力加以改进,丰富了成员的战术行为。论文最后结合作战仿真的应用背景,对文中提出的控制方法进行仿真实验,仿真结果显示了队形的稳定性和良好的机动行为,为论文的研究内容在工程项目上的成功应用提供了保证。
【关键词】：队形控制 多智能体系统 计算机生成兵力 人工力
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP391.9;E841